JP2624438B2 - プロセッサヘッドの振動抑制装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロセッサ（造材機）
におけるプロセッサヘッドの振動抑制装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】山土場に集積された全木材の枝払い、玉
切り等を専門的に行うプロセッサは、枝払いや玉切り等
の作業機能を有するプロセッサヘッドと、このプロセッ
サヘッドが装着されてクローラ式やホイール式等の足回
り機構を備えたベースマシンとから構成される。なお、
ベースマシンとしては油圧掘削機や油圧パワーショベル
等が一般的である。

【０００３】また、従来のプロセッサヘッドとして、例
えば図１５及び図１６に示すようなものがある。これ
は、シャックル０１やロータリジョイント０２を介して
図示しないベースマシンの起伏ブームに連結されるヘッ
ド本体０３に、前方から順に、材を把持するグラップル
０４、材を前後方向に送る送り機構としてのスパイクゴ
ムローラ０５、材の長さを計測するロータリエンコーダ
０６、材の切断機構としての油圧チェーンソ０７等が装
備される。

【０００４】そして、材の枝払いを行う枝払機構とし
て、ヘッド本体０３の前面下部に円弧状の一ケの固定カ
ッタ０８が設けられると共に、油圧シリンダの伸縮で開
閉されるグラップル０４の前側部に円弧状の二ケの移動
カッタ０９が付設される。

【０００５】従って、グラップル０４で把持した材をス
パイクゴムローラ０５により後方へ所定の速度で送るこ
とで、固定カッタ０８及び移動カッタ０９で枝払いが行
われる一方、ロータリエンコーダ０６で所定の送り量が
検知されて油圧チェーンソ０７で玉切りされることにな
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな従来のプロセッサヘッドにあっては、材の長さをロ
ータリエンコーダで計測しているため、材表面に凹凸が
あった場合に回転飛び等が発生して正確な計測が出来な
いという虞れがあった。

【０００７】そこで、本発明者等は、送り機構にフロン
ト及びリアグラップルを交互に作動させつつスライドフ
レームアウタ及びインナを伸縮させて材送りを行う尺取
虫式を採用し、その送り油圧シリンダにリニアパルスエ
ンコーダを付設すれば、材表面の凹凸に影響されずに正
確な計測ができることに着目した。ところが、尺取虫式
送り機構にあっては、枝切断中はリアグラップルによる
片持となることから、材の低剛性も加わって切断抵抗に
より材の枝切断部が激しく振動し、きれいな切断面が得
られないという不具合がある。

【０００８】本発明は、このような実情に基づいて提案
されたもので、その目的とするところは、簡単な構造の
振動抑制装置で尺取虫式送り機構を実現できるプロセッ
サヘッドの振動抑制装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の、本発明の構成は、フロント及びリアグラップルを交
互に作動させつつスライドフレームアウタ及びインナを
伸縮させて材送りを行う尺取虫式送り機構を備えたプロ
セッサヘッドにおいて、枝払用カッタ後方直近の材の外
周面にローラを圧接して枝切断部の振動を抑制するロー
ラ機構を設けたことを特徴とする。また、前記ローラ機
構を材の円周方向に複数設けると共に、これらローラ機
構を作動させる油圧回路中にアキュームレータを設ける
と好適である。

【００１０】

【作用】前記構成によれば、カッタとローラ間の片持距
離が短かくなり、枝切断中の枝切断部の振動が抑制され
る。

【００１１】また、アキュームレータを設けることによ
り、材表面の凹凸に拘らず、適正な一定圧で圧すること
ができ、保持能力が高められる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１及び図２に示すように、図示しない油
圧掘削機等ベースマシンの起伏ブームに、シャックル１
やロータリジョイント２を介して連結されるヘッド本体
３は、スライドフレームアウタ３Ａとスライドフレーム
インナ３Ｂとから成り、スライドフレームアウタ３Ａ内
に横，後向きに設けた送り油圧シリンダ３ａ₁ のピスト
ンロッド先端がスライドフレームインナ３Ｂの前端部に
連結されて、材Ｗの送り機構を兼ねている。また、前記
送り油圧シリンダのシリンダ先端寄りには、ピストンロ
ッドの伸び量（換言すれば、材Ｗの送り量）を計測する
リニアパルスエンコーダ３ａ₂ が装着される。

【００１３】そして、前記スライドフレームアウタ３Ａ
側に、材Ｗを把持するためのフロントグラップル４と、
このフロントグラップル４の前方に位置して枝払機構と
してのギアケースユニット５及びカッタドラムユニット
６とが組み付けられると共に、前記スライドフレームイ
ンナ３Ｂには、リアグラップル７と、このリアグラップ
ル７の後方に位置して切断機構としての油圧チェーンソ
８とが組み付けられる。

【００１４】また、前記スライドフレームアウタ３Ａ側
には、前記枝払機構と一体的に、材Ｗの外周面を円周を
３等分した３方向から押圧して枝払い中の材Ｗの振動を
抑えるための三つのローラ機構９Ａ〜９Ｃが組み付けら
れる。

【００１５】前記フロントグラップル４と本質的には同
一構成のリアグラップル７は、図３及び図４にも示すよ
うに、スライドフレームインナ３Ｂに取着された前後一
対の取付ブラケット１０に、左右のグラップルアーム１
１ａ，１１ｂが枢軸１２ａ，１２ｂを介して回動自在に
支持され、同取付ブラケット１０の上部に下向きでかつ
揺動自在に支持された左，右の把持油圧シリンダ１３
ａ，１３ｂの伸縮によって開閉し得るようになってい
る。

【００１６】また、前記両枢軸１２ａ，１２ｂの回動タ
イミングは、両枢軸１２ａ，１２ｂにそれぞれ固設され
た同一歯数の歯車１４ａ，１４ｂの噛合により同期さ
れ、両把持油圧シリンダ１３ａ，１３ｂ間の若干の作動
誤差を自動的に吸収し得るようにもなっている。

【００１７】そして、前記左，右のグラップルアーム１
１ａ，１１ｂの形状は、材Ｗの径が変化しても材Ｗのセ
ンターＯを変化させないで材Ｗを把持し得るように選択
されている。即ち、グラップルアーム１１ａ，１１ｂと
材Ｗとの接触を図中ａ〜ｄの左右対称な４点接触とし、
これら接触点が材Ｗの径の変化によって常にセンターＯ
を指向して変化する形状となっているのである（図３参
照）。

【００１８】なお、右側のグラップルアーム１１ｂは幅
広のものが一つ設けられるが、左側のグラップルアーム
１１ａは、前記右側のグラップルアーム１１ｂの前方と
後方とに位置をずらして前記左側のグラップルアーム１
１ａより幅の狭いものが二つ設けられる。

【００１９】前記油圧チェーンソ８は、スライドフレー
ムインナ３Ｂの後端部から斜め下方に垂設した支持ブラ
ケット１５の下部に鎖のこ部１６の基端部が枢支され、
同ブラケット１５の上部に斜め下向きに取り付けられた
押付油圧シリンダ１７の伸縮によって鎖のこ部１６の先
端側が同ブラケット１５に対し出入り可能となってい
る。そして、同ブラケット１５の鎖のこ部１６の枢支部
に駆動油圧モータ１８が組み付けられている。

【００２０】前記枝払機構のギアケースユニット５及び
カッタドラムユニット６は、略左右対称な半割構造とな
っており、フロント及びまたはリアグラップル４，７で
材Ｗを把持する以前では左右へ開き、材Ｗを把持した後
に閉じてリング状となし、後述する左，右両半割ギアケ
ース２０ａ，２０ｂに内装された半割ギア２１ａ，２１
ｂの回転により、同半割ギア２１ａ，２１ｂにそれぞれ
半割ドラム２２ａ，２２ｂを介して一体化されたカッタ
２４ａ，２４ｂ付きの半割バックプレート２３ａ，２３
ｂが回転して枝払いが行われるようになっている。

【００２１】即ち、ギアケースユニット５は図５及び図
６にも示すように、左，右両半割ギアケース２０ａ，２
０ｂの上端部が、スライドフレームアウタ３Ａに取着さ
れた前後一対の取付ブラケット２５の下部に、枢軸２６
ａ，２６ｂを介して回動自在に支持されると共に、両半
割ギアケース２０ａ，２０ｂはそれぞれの前記枢支部に
取着した同一歯数の歯車２７ａ，２７ｂの噛合によって
連係、同期されてなる。

【００２２】そして、前記取付ブラケット２５の上部に
下向きでかつ揺動自在に支持された開閉油圧シリンダ２
８のピストンロッド２８ａ先端が前記右半割ギアケース
２０ｂの上部寄りにピン２９結合され、当該開閉油圧シ
リンダ２８の伸縮によって左，右両半割ギアケース２０
ａ，２０ｂが開閉し得るようになっている。

【００２３】これら両半割ギアケース２０ａ，２０ｂ内
に、半割ギア２１ａ，２１ｂが回動自在でかつ、前記両
半割ギアケース２０ａ，２０ｂの開き時には、各々の半
割ギアケース２０ａ，２０ｂの割り面と一致した状態で
保持され得るようにそれぞれ収装される。

【００２４】そして、前記半割ギア２１ａ，２１ｂを駆
動する油圧モータ４０が前記左半割ギアケース２０ａの
後面部に取り付けられ、その出力軸上に固設された駆動
ギア４１が前記左半割ギア２１ａに噛合している。

【００２５】また、前記左，右両半割ギアケース２０
ａ，２０ｂの後面部に前述したローラ機構９Ｃ，９Ｂが
一つずつ組み付けられると共に、前記取付ブラケット２
５の後面部にもう一つのローラ機構９Ａが組み付けられ
る。

【００２６】前記左，右両半割ギアケース２０ａ，２０
ｂに組み付けられる両ローラ機構９Ｃ，９Ｂと本質的に
は同一構成のローラ機構９Ａは、図１１及び図１２に示
すように、取付ブラケット２５の左，右両部に支持部材
３０ａ，３０ｂを介して下向きにそれぞれ取り付けられ
た油圧シリンダ３１ａ，３１ｂと、これらの油圧シリン
ダ３１ａ，３１ｂのピストンロッド先端が連結された横
長のローラ支持部材３２と、このローラ支持部材３２の
左右方向中間部に回動自在に支持されて材Ｗの外周面に
圧接し得る大径ローラ３３と、前記ローラ支持部材３２
から前方へ延出された左右一対の支持杆３４先端に回動
自在に支持されて材Ｗの外周面に圧接し得る小径ローラ
３５と、前記ローラ支持部材３２の左，右両部から上方
へ突出して支持部材３０ａ，３０ｂに立設したガイド筒
３６ａ，３６ｂ内を上下摺動自在に貫通したガイド棒３
７ａ，３７ｂとから構成される。

【００２７】そして、材Ｗの枝切断中は、常に油圧シリ
ンダ３１ａ，３１ｂの伸長により大径ローラ３３及び小
径ローラ３５が一定圧で材Ｗの外周面に圧接されるよう
になっている。

【００２８】一方、カッタドラムユニット６は、図７〜
図９にも示すように、大径の左，右両半割バックプレー
ト２３ａ，２３ｂの後面内周部にそれぞれ小径の左，右
両半割ドラム２２ａ，２２ｂの前端面が溶接等により接
合され、これら両半割ドラム２２ａ，２２ｂの後端面が
それぞれ前記左，右両半割ギア２１ａ，２１ｂの前面内
周部に溶接等により接合されてなる。

【００２９】そして、前記両半割バックプレート２３
ａ，２３ｂの前面の点対称な位置には、それぞれカッタ
ブラケット５０ａ，５０ｂの中間部がピン５１ａ，５１
ｂにより回動自在に支持され、これら両カッタブラケッ
ト５０ａ，５０ｂの一端側にカッタ２４ａ，２４ｂがか
つ他端側にウェイト５２ａ，５２ｂがそれぞれ付設され
る。

【００３０】従って、図１０の原理図にも示すように、
両半割ドラム２２ａ，２２ｂ側が両半割ギア２１ａ，２
１ｂを介して前述した駆動ギア４１により回転させられ
ると、両カッタブラケット５０ａ，５０ｂのウェイト５
２ａ，５２ｂ部には遠心力が働き、これにより両カッタ
２４ａ，２４ｂが常に材Ｗの外周面側に押圧されること
になる。

【００３１】また、前記両カッタブラケット５０ａ，５
０ｂは、前記ピン５１ａ，５１ｂ周囲に配置したコイル
ばね５３により、常時、カッタ２４ａ，２４ｂが材Ｗの
外周面から離間する方向へ付勢されている。図７中５４
ａ，５４ｂがその規制ストッパである。

【００３２】また、前記両半割バックプレート２３ａ，
２３ｂの後面には、それぞれラチェット５５ａ，５５ｂ
がピン５６ａ，５６ｂにより回動自在に支持される一方
コイルばね５７ａ，５７ｂにより所定位置に弾性保持さ
れている。

【００３３】そして、これら両ラチェット５５ａ，５５
ｂに対し、両半割バックプレート２３ａ，２３ｂの正転
時（カッタ２４ａ，２４ｂ作動時）には係合しないで逆
転時に係合し得る係合ピン５８ａ，５８ｂが前記左，右
両半割ギアケース２０ａ，２０ｂの前面部から突出され
る。

【００３４】前記各ラチェット５５ａ，５５ｂと各係合
ピン５８ａ，５８ｂとの係合位置は、前記各半割ギアケ
ース２０ａ，２０ｂの割り面と前記各半割ギア２１ａ，
２１ｂの割り面とが一致する位置であるように、予め設
定されている。

【００３５】なお、図７，９中５９ａ，５９ｂ及び６０
ａ，６０ｂは各ラチェット５５ａ，５５ｂの正，逆両回
転方向の規制ストッパで、図７，８中６１は左，右両半
割バックプレート２３ａ，２３ｂを締め付ける締付ボル
トである。

【００３６】このように構成されるため、今フロントグ
ラップル４、リアグラップル７及び左，右両半割ギアケ
ース２０ａ，２０ｂを把持油圧シリンダ１３ａ，１３ｂ
及び開閉油圧シリンダ２８の収縮により開いた状態から
両グラップル４，７を閉じて材Ｗを把持した後、フロン
トグラップル４のみを開いてからスライドフレームアウ
タ３Ａからスライドフレームインナ３Ｂを送り油圧シリ
ンダ３ａ₁ の伸長により押し出すことで、材Ｗを所定の
長さだけ後方へ送ることができ、以後両グラップル４，
７を交互に作動させつつ送り油圧シリンダ３ａ₁ を伸縮
させることで、所謂尺取虫の如く材送りが行われる。

【００３７】この際の送り量は、送り油圧シリンダ３ａ
₁ に付設したリニアパルスエンコーダ３ａ₂ で正確に計
測される。因に、従来用いられていたロータリエンコー
ダでは、材表面の凹凸の影響（回転飛び等）を受けるの
で、正確な計測は期待できなかった。

【００３８】前記材送り中に、左，右両半割ギアケース
２０ａ，２０ｂを閉じて油圧モータ４０で駆動ギア４１
を介し左，右両半割ギア２１ａ，２１ｂを回転させるこ
とで、これら両半割ギア２１ａ，２１ｂとそれぞれ一体
の左，右両半割ドラム２２ａ，２２ｂ及び左，右両半割
バックプレート２３ａ，２３ｂが回転し、二つのカッタ
２４ａ，２４ｂにより材Ｗの枝払いが行われる。

【００３９】この枝払いは、回転するカッタ２４ａ，２
４ｂによりなたで切断する如く行われるので、従来のよ
うに枝を削ぎ落とすようなことがなく、樹皮の剥離が軽
減される（図１０参照）。

【００４０】また、カッタ２４ａ，２４ｂ等の周速は油
圧モータ４０により瞬時に上げられるので、従来のよう
にカッタに助走距離を設定することなく、材Ｗを把持し
た位置から即枝払いが行い得る。

【００４１】また、両カッタ２４ａ，２４ｂは遠心力で
常に材Ｗの外周面側に付勢されるので、材Ｗの径変化に
追従して幹から先端までカッタ２４ａ，２４ｂが材Ｗの
外周面に密接させられ、枝は常に根元より切断される
（図１０参照）。

【００４２】そして、本実施例では、前記切断中には、
カッタ２４ａ，２４ｂ後方直近の材Ｗの外周面が三つの
ローラ機構９Ａ〜９Ｃのローラ３３で保持されるため、
図１３にも示すように、片持距離が従来Ｌ₁ （カッタ２
４ａ，２４ｂとリアグラップル７間の距離）であったも
のがＬ₂ （カッタ２４ａ，２４ｂとローラ３３間の距
離）に短縮され、これによって枝切断部の振動が大幅に
低減される。

【００４３】図１４は、本発明の別の実施例を示すもの
である。これは、三つのローラ機構９Ａ〜９Ｃの油圧シ
リンダ３１ａ，３１ｂに油圧源から作動油を供給する油
圧回路中にアキュームレータ３８を介装した例である。

【００４４】これによれば、リリーフ弁３９で設定され
た一定圧内で、材Ｗの表面の凹凸による油圧シリンダ３
１ａ，３１ｂ内の圧力変化をアキュームレータ３８が吸
収することになり、常に一定圧で材Ｗが保持されるの
で、材表面に無用の傷を付けたりすることが回避され
る。

【００４５】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
カッタ２４ａ，２４ｂを材Ｗの外周面側に付勢する手段
として、遠心力に代えて、単にスプリング等を用いても
良い。また、ギアケースユニット５及びカッタドラムユ
ニット６は、半割構造で開閉するものではなく、リング
状の一体構造として材Ｗの長手方向に沿って嵌合するよ
うにしても良い。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ッタ後方直近に材の外周面を押圧するためのローラ機構
を配設したので、尺取虫式送り機構を備えたプロセッサ
ヘッドにおける枝切断部の振動を抑制でき、安定したき
れいな切断面が得られる。

【００４７】また、前記ローラ機構の油圧回路にアキュ
ームレータを用いた発明にあっては、材表面の凹凸に拘
らず常に一定のローラ保持力が得られ、材表面に無用に
傷を付けたりすることが回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すプロセッサヘッドの全
体側面図である。

【図２】同じくプロセッサヘッドの全体背面図である。

【図３】同じくリアグラップルの背面図である。

【図４】同じくリアグラップルの底断面図である。

【図５】同じくギアケースユニットの正面図である。

【図６】同じくギアケースユニットの背面図である。

【図７】同じくカッタドラムユニットの正面図である。

【図８】同じくカッタドラムユニットの側断面図であ
る。

【図９】同じくカッタドラムユニットの背面図である。

【図１０】同じくカッタの作動原理図である。

【図１１】同じくローラ機構の背面図である。

【図１２】同じくローラ機構の側面図である。

【図１３】同じくローラ機構の作動原理図である。

【図１４】本発明の別の実施例を示す概念図である。

【図１５】従来のプロセッサヘッドの背面図である。

【図１６】同じくプロセッサヘッドの側面図である。

【符号の説明】

３ ヘッド本体 ３Ａ スライドフレームアウタ ３Ｂ スライドフレームインナ ３ａ₁ 送り油圧シリンダ ４ フロントグラップル ５ ギアケースユニット ６ カッタドラムユニット ７ リアグラップル ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ ローラ機構 ２０ａ，２０ｂ 半割ギアケース ２１ａ，２１ｂ 半割ギア ２２ａ，２２ｂ 半割ドラム ２３ａ，２３ｂ 半割バックプレート ２４ａ，２４ｂ カッタ ３３ ローラ ３８ アキュームレータ ４０ 油圧モータ ４１ 駆動ギア ５０ａ，５０ｂ カッタブラケット ５２ａ，５２ｂ ウェイト

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フロント及びリアグラップルを交互に作
   動させつつスライドフレームアウタ及びインナを伸縮さ
   せて材送りを行う尺取虫式送り機構を備えたプロセッサ
   ヘッドにおいて、枝払用カッタ後方直近の材の外周面に
   ローラを圧接して枝切断部の振動を抑制するローラ機構
   を設けたことを特徴とするプロセッサヘッドの振動抑制
   装置。
2. 【請求項２】 ローラ機構を材の円周方向に複数設ける
   と共に、これらローラ機構を作動させる油圧回路中にア
   キュームレータを設けた請求項１記載のプロセッサヘッ
   ドの振動抑制装置。